電動機および電動機の組み立てに用いられるギャップゲージ
【課題】固定子と回転子とが均一な間隔となるようにギャップゲージを介して回転子を組み込み、ギャップゲージを容易に取り外して組み立てを行う電動機および電動機の組み立てに用いられるギャップゲージを得ること。
【解決手段】固定子１０と固定子１０の内周側に所定間隔を隔てて回転可能に配置される回転子２０とを有する電動機で、各ティース部１２の内周側先端面は、回転子２０の外周面と径方向に対向し、回転子２０は複数の磁石を埋め込む磁石埋め込み型の回転子で、磁石の外径側を磁極部とし、磁石と磁石の間の外径側を極間部としたとき、磁極部の外周に半径Ｒの円弧と、極間部の外周に切り欠き部と、切欠き部から外径側に延びる突起部とを備え、突起部の頂点と回転子の中心との距離がＲで、円弧の周方向端部と突起部との周方向長さがティース部１２の内周側先端面の周方向長さＬＳより小さく構成されている。
【解決手段】固定子１０と固定子１０の内周側に所定間隔を隔てて回転可能に配置される回転子２０とを有する電動機で、各ティース部１２の内周側先端面は、回転子２０の外周面と径方向に対向し、回転子２０は複数の磁石を埋め込む磁石埋め込み型の回転子で、磁石の外径側を磁極部とし、磁石と磁石の間の外径側を極間部としたとき、磁極部の外周に半径Ｒの円弧と、極間部の外周に切り欠き部と、切欠き部から外径側に延びる突起部とを備え、突起部の頂点と回転子の中心との距離がＲで、円弧の周方向端部と突起部との周方向長さがティース部１２の内周側先端面の周方向長さＬＳより小さく構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機および電動機の組み立てに用いられるギャップゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定子を内挿した胴体ケーシングの両端部内に、該胴体ケーシングの内径より小さい外径を有する軸受がそれぞれ取付けられ、該軸受により胴体ケーシングの中心部に、回転子を外挿した回転軸が支持された電動機の組立方法であって、固定子を内挿した胴体ケーシングの一端部内に一方の軸受を挿入し、胴体ケーシングの他端側から中心部に、固定子の内側に、固定子の内径と回転子の外径との間に一定の間隔を確保するためのギャップゲージを位置させ、回転子を外挿した回転軸を挿入して、その一端を一方の軸受に差し込み、胴体ケーシングの他端部内に、一方の軸受の中心を基準とした他方の軸受を回転軸の他端部に差し込んだ状態で、その胴体ケーシングの外周側複数位置から、胴体ケーシングを両軸受に同時または別々に溶接して胴体ケーシングの両端部に軸受を取付け、ギャップゲージを取り外す電動機組立方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の電動機は、図１０に示すように、回転子８０の回転子軸８１に対して直交方向の断面を見ると、環状のヨーク部７１の内周側から中心に向かって放射状に突出する複数のティース部７２があって、各ティース部７２にそれぞれ巻線が巻回される固定子７０に対し、固定子７０の内周側に所定間隔を隔てて回転子軸８１を中心として回転可能に回転子８０が配置されている。ここでは、回転子８０の外周部は、真円形状をしている。そして、固定子７０の内周側に回転子８０を組み込む際は、ギャップゲージの各ゲージ片９０を各ティース部７２の内周側に配置した状態で回転子８０を挿入し、回転子８０を固定子７０に対して均等な間隔を隔てた位置で固定した後、ギャップゲージを引き抜いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７８２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された従来の電動機組立方法を用いて、図１０に示すような電動機を組み立てる際に、予め着磁された磁石を有する回転子８０を固定子７０に組み込もうとすると、磁石の磁力により固定子巻線の内径に対して精度良く同軸度を出すのが非常に難しい。そのため、固定子７０の内径と回転子８０の外径との間に円周方向に固定子のスロット数と同じ数で、等間隔に配置される等幅のギャップゲージを挟んで芯出しをした上で組み立てることが行われている。ここで、回転子８０の外周は、図１０に示すように真円形状であるため、各ギャップゲージ９０の表面側と裏面側が固定子７０と回転子８０に接し、回転子８０の芯出し後にギャップゲージ９０を引き抜く時の摩擦抵抗が大となる。
【０００６】
そこで、通常は各ギャップゲージ９０の円周方向幅を狭くしている。一方、回転子８０の外周が真円でない場合は、回転子８０の同軸度を精度良く出すのが難しいという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固定子と回転子とが均一な間隔となるようにギャップゲージを介して回転子を組み込み、ギャップゲージを容易に取り外して組み立てを行うことが可能な電動機および電動機の組み立てに用いられるギャップゲージを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、環状のヨーク部の内周側から中心に向かって放射状に突出する複数のティース部毎にそれぞれ巻線が巻回される固定子と、前記固定子の内周側に所定間隔を隔てて回転可能に配置された回転子とを有する電動機であって、前記各ティース部の内周側先端面は、前記回転子の外周面と径方向に対向し、前記回転子は、複数の磁石を埋め込む磁石埋め込み型の回転子であって、磁石の外径側を磁極部とし、磁石と磁石の間の外径側を極間部としたときに、前記磁極部の外周に半径Ｒの円弧を備え、前記極間部の外周に切り欠き部と、該切欠き部から外径側に延びる突起部とを備え、該突起部の頂点と前記回転子の中心との距離がＲであり、前記円弧の周方向端部と、前記突起部との周方向長さＬＲが、前記ティース部の内周側先端面の周方向長さＬＳよりも小さく構成されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明は、前記固定子の前記ティース部の数が３ｎの時、前記回転子の磁極数が２ｎの関係にあることを特徴とする。（ｎは１以上の整数）
【００１０】
また、本発明は、電動機の組み立てに用いられるギャップゲージであって、複数のゲージ片が前記固定子の前記ティース部の内周に沿って円弧状に配置可能に構成され、各ゲージ片の周方向長さは、前記電動機の前記固定子の前記ティース部の内周側先端面の周方向長さＬＳに相当する長さを有し、前記ティース部の内周側先端面毎に前記ゲージ片をそれぞれ配置した状態で、前記電動機の前記固定子の中へ前記回転子を組み込むことにより、前記固定子と前記回転子との間隙を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、固定子と回転子とが均一な間隔となるようにギャップゲージを介して回転子を組み込み、ギャップゲージを容易に取り外して組み立てを行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明にかかる電動機の回転子の外周形状を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる電動機の固定子の内周側にギャップゲージを介して図１の回転子を挿入した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、図２のギャップゲージが固定子と回転子の両方に接触している箇所を示す断面図である。
【図４】図４は、図１の回転子の極間部に形成される突起部の外周形状を示す拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの平面図である。
【図６】図６は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの正面図である。
【図７】図７は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの斜視図である。
【図８】図８は、本発明にかかる電動機の組立方法の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、ｎ＝２の場合の電動機においてギャップゲージが固定子と回転子の両方に接触している箇所を示す断面図である。
【図１０】図１０は、従来の電動機の固定子の内周側にギャップゲージを介して回転子を挿入した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる電動機および電動機の組み立てに用いられるギャップゲージの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明にかかる電動機の回転子の外周形状を示す断面図であり、図２は、本発明にかかる電動機の固定子の内周側にギャップゲージを介して図１の回転子を挿入した状態を示す断面図であり、図３は、図２のギャップゲージが固定子と回転子の両方に接触している箇所を示す断面図であり、図４は、図１の回転子の極間部に形成される突起部の外周形状を示す拡大断面図である。
【００１５】
図１に示すように、実施例１の電動機の回転子２０は、薄い珪素鋼板（磁性体）を多数積層して円柱状に形成され、外周寄りの位置に６０°間隔で配置された６箇所のリベット３１により一体化されている。回転子２０の中心には、回転軸２１が挿通され固定されている。
【００１６】
６枚の板状の永久磁石２２は、回転軸２１を中心とする６角形の各辺を成すように、回転子２０の外周寄りに、環状に所定間隔で形成された磁石埋め込み孔３２に埋め込まれている。回転子２０の磁石埋め込み孔３２（永久磁石２２）の外周側は、外周部鉄心２３が形成され、ここを磁極部２６と称する。また、回転子２０の磁石埋め込み孔３２の周方向両端部には、磁束の短絡を防止するための非磁性部として、回転子２０の外周に向かって延びるフラックスバリア（空隙）２４が形成され、ここを極間部２５と称する。
【００１７】
回転子２０に形成された隣り合う２つのフラックスバリア２４の間には、補強リブ部３３が構成されている。回転子２０に形成されたフラックスバリア２４の外周側（後述する切欠き部３０とフラックスバリア２４との間に挟まれた）には、外周部鉄心２３と補強リブ部３３とを繋ぐブリッジ部３４（図４参照）が形成されている。ブリッジ部３４は、磁気飽和して磁束が通過し難くなるように、加工に支障のない範囲で可能な限り狭い幅（例えば、積層される鋼板の板厚程度）に形成されている。
【００１８】
ここで、実施例１の電動機の回転子２０の外周形状の特徴は、図１に示すように、磁極部２６の外周に半径Ｒの円弧２８と、極間部２５の外周に頂点と回転子２０の中心との距離がＲである突起部２７とを備えており、円弧２８と突起部２７との間には切欠き部３０が設けられている。この切欠き部３０の底面と回転子２０の中心との距離はＲｓである。なお、実施例１では、円弧２８と突起部２７との間に２つの切欠き部３０を備えており、さらにその間に頂点と回転子２０との距離がＲよりも小さい補助突起部２９を備えている。この補助突起部２９は、電動機のコギングトルクを低減し、かつ、振動騒音（トルクリップル）を低減させるために形成されることが望ましい。
【００１９】
半径Ｒからなる円弧２８の両端と回転子２０の中心とを結ぶ２本の仮想線分が成す角（磁極角θＭ）は、本実施例では２８〜３４°の範囲で形成している。また、円弧２８を挟んで隣り合う補助突起２９と回転子２０の中心とを結ぶ２本の仮想線分が成す角（補助突起角θｓ）は、３８．６〜４６．６°の範囲で形成している。また、突起部２７から隣り合う円弧２８の周方向端部までの周方向長さをここではＬＲとする。
【００２０】
実施例１の電動機の固定子１０は、図２に示すように、環状のヨーク部１１の内周側から中心に向かって放射状に突出する９極のティース部１２が４０°間隔で形成されており、それぞれのティース部１２に３相の固定子巻線（図示せず）を集中巻きして構成されている。
【００２１】
図２に示す固定子１０と対向する回転子２０との間隔を均一にするために介在させるギャップゲージのゲージ片４０の周方向長さＷｇは、固定子１０の９極のティース部１２の内周側先端面の周方向長さＬＳに相当する幅を有している。これは、図２に示す固定子１０の９極のティース部１２の内周側先端面の周方向長さをＬＳとした場合に、図１の突起部２７から隣り合う円弧２８の周方向端部までの周方向長さＬＲとの関係をＬＲ＜ＬＳとなるように構成することと関連している。つまり、各ティース部１２の内周側先端面に配置するギャップゲージのゲージ片４０に対して、図２に示すように、円弧２８の全面で当接する場合と、突起部２７と円弧２８の周方向端部の２点で当接する場合とがあり、２点で当接して固定子１０と回転子２０との間隔を均一に保つためには、ギャップゲージの各ゲージ片４０の周方向長さＷｇがティース部１２の内周側先端面の周方向長さＬＳに相当する長さを持っている必要があるからである。
【００２２】
また、隣り合うティース部１２同士の間に設けられる間口の周方向幅（スロットオープニング開口部幅）は、図２に示すように、Ｗｓで表され、ギャップゲージのゲージ片４０の周方向幅Ｗｇとの関係がＷｇ≧Ｗｓとなるように構成されている。
【００２３】
また、ティース部１２に３相の固定子巻線を集中巻きしたヨーク部１１で構成されている電動機において、上記した図２の各ティース部１２の内周側先端面に配置するギャップゲージのゲージ片４０に対して、回転子２０の円弧２８の全面で当接する場合と、突起部２７と円弧２８の周方向端部の２点で当接する場合の位置関係を作り出すには、固定子１０のティース部１２の数が３ｎの時、回転子２０の磁極数が２ｎの関係にあることを要する（ｎは１以上の任意の整数である）。
【００２４】
また、実施例１の突起部２７の外周形状は、図４に示すように、突起２７の先端部の周方向幅をａとし、突起部２７の両脇に形成された切欠き部３０の周方向幅をｂとした場合、１≦ｂ／ａ≦３．４となるように形成されている。図４は、ｂ／ａ≒２．４の場合である。ここで、切欠き部３０の周方向幅ｂを、先端部の周方向幅ａよりも大きく形成した理由は、電動機をロータリ圧縮機等に組み込んで使用する場合に、高速回転域で、回転子２０が潤滑油に強い遠心力を与え、潤滑油を固定子１０の隙間や巻線の内部に押込んで滞留させ、潤滑油の油面が下がってロータリ圧縮機が潤滑不良となるのを防ぎ、強い遠心力を与えないようにするためである。突起部２７から切欠き部３０を介して補助突起部２９から次の切欠き部３０に至るまでの隅部と先端部の角部は、ここでは曲線的に形成しているため、回転子２０の回転時に突起部２７により潤滑油が攪拌され難くなり、潤滑油に強い遠心力を与えないようにすることができる。
【００２５】
上記のように構成された実施例１の電動機を組み立てる場合は、図２に示すように、固定子１０の各ティース部１２の内周側先端面と略同じ周方向幅からなるギャップゲージのゲージ片４０をティース部１２毎に配置し、ゲージ片の一部が回転子２０の磁極部２６の円弧２８と対向し、残りのゲージ片が円弧２８の周方向端部と突起部２７の両方に対向するように回転子２０の位置を決め、ギャップゲージのゲージ片４０を介して回転子２０を回転軸２１の軸方向から挿入する。
【００２６】
固定子１０にギャップゲージのゲージ片４０を介して回転子２０を挿入した後の断面図が図２である。実施例１では、回転子２０の外周形状に凹凸が設けられているため、固定子１０と回転子２０の双方に接触するゲージ片４０の接触面積は、ゲージ片４０自体の面積よりも小さくなる。これを固定子１０と回転子２０の両方に挟まれているゲージ片４０の箇所を黒ベタで示した図３を見ると、９極のティース部１２に配置されたゲージ片４０のうち、３つのゲージ片４０については、ゲージ片全体が固定子１０と回転子２０に挟まれているが、それ以外の６つのゲージ片４０については、円弧２８の周方向端部と突起部２７の２点で挟まれているが、その間は挟まれていない。
【００２７】
このように、実施例１の電動機によれば、固定子１０の各ティース部１２の内周側先端面に対し略同じ周方向長さを持ったギャップゲージのゲージ片４０を配置し、そのゲージ片４０を介して固定子１０の内径側に回転子２０を挿入することにより、各ゲージ片４０に対して、常に回転子２０の半径Ｒからなる円弧２８か、あるいは円弧２８の周方向端部と突起部２７の２点で接触することが可能となる。このため、固定子１０と回転子２０との間隔を均一化して、精度の良い組み付けを行うことができ、回転子２０の偏心による唸り等が発生し難い電動機を得ることができる。
【００２８】
また、実施例１の電動機によれば、ギャップゲージ４１の周方向長さＷｇが長いとしても、ゲージ片４０の接触面積は、ゲージ片４０自体の面積よりも小さいため（図３参照）、ゲージ片４０を抜く際の摩擦抵抗はそれほど大きく増加することはなく、ゲージ片４０を破損させることなく電動機から引き抜くことができる。
【００２９】
また、実施例１の電動機によれば、回転子２０の外周形状として半径Ｒからなる円弧２８と突起部２７とを形成し、その周囲に切欠き部３０を設け、さらに隣り合う切欠き部３０の間に補助突起２９を設けることで、電動機の回転トルクの低下を防止すると共に、コギングトルクおよびトルクリップルの低減効果を得ることができる。
【実施例２】
【００３０】
図５は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの平面図であり、図６は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの正面図であり、図７は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの斜視図である。
【００３１】
実施例２の電動機の組立には、図５〜図７に示すように、回転子外周部と固定子内周部との間に均一な間隔を確保するための複数のゲージ片４０で構成されたギャップゲージ４１を用いる。ギャップゲージ４１は、複数の細長く矩形状に形成されたゲージ片４０の片側端部を円筒状の台の側面に一定間隔置きに周方向にずらしながら固定することで形成されている。ギャップゲージ４１の各ゲージ片４０は、図６および図７に示すように、先端に行くに従って外側に開くように一定の角度が付けられている。これにより、図２に示す固定子１０の内周側に挿入されたギャップゲージ４１は、各ティース部１２の内周側先端面に各ゲージ片４０が来るように位置を調整し、外側に開いているゲージ片４０の先端側から回転子２０を挿入することにより、固定子１０と回転子２０との間がゲージ片４０の厚さに相当する間隔で均一に保たれた状態で回転子２０を固定子１０の中に組み込むことができる。
【００３２】
実施例２にかかるギャップゲージ４１のゲージ片４０の特徴は、各ゲージ片の幅が組み立てを行う電動機の固定子１０のティース部１２の内周側先端面の周方向幅ＬＳに略相当する幅Ｗｇを有し、ティース部１２の数と位置に対応するよう構成されている点にある。これは、実施例１で説明したように、固定子１０に組み込む回転子２０の外周形状として、図１の磁極部２６と極間部２５に半径Ｒの円弧２８と突起部２７とが形成され、両者の間に切欠き部３０が形成されている。そして、固定子１０のティース部１２の数が３ｎの時に、回転子２０の磁極数が２ｎの関係となる場合である。これにより、固定子１０の任意のティース部１２に回転子２０の円弧２８の位置を合わせると、図２に示すように、一定周期毎にティース部１２のゲージ片４０を介して、円弧２８とのみ接する箇所があるが、その途中のティース部１２では、ゲージ片４０を介して突起部２７と円弧２８の周方向端部との２点で接触する箇所がある。その場合の条件としては、実施例１で述べたように、さらに固定子１０のティース部１２の内周側先端面の周方向幅ＬＳ（図２参照）と、回転子２０の突起部２７から隣り合う円弧２８の周方向端部までの周方向距離ＬＲ（図１参照）との関係がＬＲ＜ＬＳであることを要する。
【００３３】
このように、固定子１０と回転子２０とを実施例１の条件で構成した場合は、固定子１０のティース部１２の内周側先端面の周方向幅ＬＳに略相当する周方向幅Ｗｇを有するゲージ片４０からなるギャップゲージ４１を用いる必要がある。
【００３４】
実施例２のギャップゲージ４１によれば、実施例１の電動機の組み立てに用いることにより、各ゲージ片４０に対して、常に回転子２０の半径Ｒからなる円弧２８か、あるいは円弧２８の周方向端部と突起部２７の２点で接触することが可能となる。このため、固定子１０と回転子２０との間隔を均一化して、精度の良い組み付けを行うことができることから、回転子２０の偏心による唸り等の生じ難い電動機を得ることができる。
【００３５】
なお、実施例２のギャップゲージ４１の周方向長さＷｇが長いとしても、ゲージ片４０の接触面積は、ゲージ片４０自体の面積よりも小さいため（図３参照）、ゲージ片４０を抜く際の摩擦抵抗はそれほど大きく増加することはなく、ゲージ片４０を破損させることなく電動機から引き抜くことができる。
【実施例３】
【００３６】
図８は、本発明にかかる電動機の組立方法の流れを示すフローチャートである。この実施例３の電動機の組立方法について図８を用いて説明する。図８に示すように、電動機の固定子１０のティース数と同数のギャップゲージ４１のゲージ片４０を各ティース部１２の内周側に配置する（ステップＳ１００）。ここでは、図２に示すように、固定子１０のティース数が９極（３ｎ）で、磁石埋め込み型の回転子２０の極数が６極（２ｎ）のとき、これに用いるギャップゲージ４１のゲージ片４０は、ティース数と同数の９本のものを用いる（図５〜図７参照）。ギャップゲージ４１のゲージ片４０の配置は、図５に示すように、図２の固定子１０のティース部１２の周方向位置に対応している。また、ゲージ片４０の周方向幅Ｗｇは、図２に示すように、固定子１０のティース部１２の内周側先端面の周方向幅ＬＳに相当する幅を有している。このギャップゲージ４１を図２の固定子１０のティース部１２の内周側に挿入し、各ティース部１２の内周側先端面に各ゲージ片４１が来るように配置する。
【００３７】
続いて、ゲージ片４０の一部が回転子２０の磁極部２６の円弧２８と対向し、残りのゲージ片４０が円弧２８の周方向端部と突起部２７の両方に対向するように、ギャップゲージ４１に対して組み付けを行う回転子２０の位置を決める（ステップＳ１０１）。つまり、図２に示すように、ティース部１２の内周側先端面に配置されたギャップゲージ４１のあるゲージ片４０に対して、回転子２０の磁極部２６の円弧２８と対向するように回転子２０の位置を決めると、残りのゲージ片４０に対向する回転子２０の位置も決まる。
【００３８】
続いて、固定子１０に対してギャップゲージ４１を介して位置決めした回転子２０を挿入する（ステップＳ１０２）。具体的には、図２に示すように、固定子１０の１２時方向に位置するティース部１２のゲージ片４０に対して、回転子２０の磁極部２６の円弧２８が来るように位置合わせしたため、時計回りに次のゲージ片４０では、突起部２７と円弧２８の周方向端部が対向し、その次のゲージ片４０は、円弧２８の周方向端部と突起部２７が対向し、さらにその次のゲージ片４０は、回転子２０の磁極部２６の円弧２８のみが対向する。その後のゲージ片４０については、この順序で繰り返される。図２に示すように配置とすることで、固定子１０と回転子２０は、各ゲージ片４０に対して全面で対向するか、少なくとも２点で対向するように構成されるため、固定子１０と回転子２０の間隔を均一化することができ、固定子１０に対して回転子２０を精度良く組み付けることが可能となる。
【００３９】
このように、ギャップゲージ４１を介して固定子１０と回転子２０の間隔を均一化し、芯出しを行った後、回転子２０の位置を固定する（ステップＳ１０３）。具体的には、芯出しを行った状態で固定子１０および回転子２０の図示しない軸受を、電動機のケーシングに固着する。これにより、固定子１０と回転子２０の位置が決まる。
【００４０】
最後に固定子１０と回転子２０の間に挿入されていたギャップゲージ４１を抜いて電動機から取り外す（ステップＳ１０４）。これにより、固定子１０に対する回転子２０の組み付けが完了する。このギャップゲージの引き抜き動作は、従来は図９に示すように、ギャップゲージのゲージ片７０の周方向幅全てにおいて、固定子１０と回転子２０の間に挟まれていたため、ゲージ片７０の強度に対して摩擦抵抗が大きく、無理に引き抜こうとするとギャップゲージが破損する恐れがあった。これに対し、実施例１にかかる固定子１０と回転子２０の構造を採用し、実施例２にかかるギャップゲージ４１を用いることにより、図２のギャップゲージのゲージ片４０の周方向幅に対して、固定子１０と回転子２０との間に実際に挟まれている箇所が図３のように少なくなり、ゲージ片４０の強度に対して摩擦抵抗を少なくすることができる。その結果、実施例３の電動機の組立方法において、固定子１０と回転子２０との間に挟まれていたギャップゲージ４１を引き抜く際に、ギャップゲージ４１が破損するのを防止することができる。
【００４１】
以上説明した実施例３の電動機の組立方法によれば、固定子１０と回転子２０とが均一な間隔となるようにギャップゲージを介して回転子２０を組み込み、回転子２０の固定後にギャップゲージ４１を容易に取り外して組み立てを行うことができる。
【００４２】
なお、上記実施例１〜３では、固定子１０のティース数が９極（３ｎ）で、磁石埋め込み型の回転子２０の極数が６極（２ｎ）の場合（ｎ＝３）の例を用いて説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、ｎ＝２の電動機の場合は、図９に示すように、固定子５０の環状のヨーク部５１の内周側から中心に向かって６極のティース部５２が６０°間隔で放射状に突出し、それぞれのティース部５２に３相の固定子巻線（図示せず）が集中巻きされて構成されている。
【００４３】
固定子５０のティース部５２の内周側に挿入される回転子６０は、４枚の板状の永久磁石６２が回転軸６１を中心とする４角形の各辺を成すように、回転子６０の外周寄りに、環状に所定間隔で形成された磁石埋め込み孔に埋め込まれている。回転子６０の永久磁石６２の外周側には、外周部鉄心６３が形成され、ここを磁極部と称し、その磁極部の外周に半径Ｒの円弧（図１の円弧２８に相当）が形成されている。また、回転子６０の永久磁石６２の周方向両端部には、磁束の短絡を防止するための非磁性部として、回転子６０の外周に向かって延びるフラックスバリア（空隙）６４が形成され、ここを極間部と称し、その極間部の外周に頂点と回転子６０の中心との距離がＲである突起部（図１の突起部２７に相当）が形成されている。そして、円弧と突起部との間に２つの切欠き部（図１の切欠き部３０に相当）が形成され、さらにその間に前記突起部よりも外径が小さい補助突起部（図１の補助突起部２９に相当）が形成されている。
【００４４】
このように、ｎ＝２の電動機の場合であっても、上記したｎ＝３の場合と全く同様であって、ギャップゲージのゲージ片の周方向長さが６極のティース部５２の内周側先端面の周方向長さに相当する幅であれば、図９に示すように、ティース部５２と磁極部の外周の円弧との間にゲージ片が全面で当接する場合と、ティース部５２と突起部および円弧の周方向端部との間にゲージ片が２点で当接する場合の何れかのパターンとなる。このことは、ｎ＝１、あるいは、ｎ＝４以上であっても同様であって、ゲージ片の接触面積は、ゲージ片自体の面積よりも小さいため（図９参照）、ゲージ片を抜く際の摩擦抵抗はそれほど大きく増加することはなく、ゲージ片を破損させることなく電動機から引き抜くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる電動機は、回転子を固定子に対して容易に均一の間隔で組み付けを行い、回転子の固定後にギャップゲージを取り外して組み立てを行うロータリ圧縮機等に組み込み可能な電動機として有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 固定子
１１ ヨーク部
１２ ティース部
２０ 回転子
２１ 回転子軸
２２ 永久磁石
２３ 外周部鉄心
２４ フラックスバリア（空隙）
２５ 極間部
２６ 磁極部
２７ 突起部
２８ 円弧
２９ 補助突起部
３０ 切欠き部
３１ リベット
３２ 磁石埋め込み孔
３３ 補強リブ部
３４ ブリッジ部
４０ ゲージ片
４１ ギャップゲージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機および電動機の組み立てに用いられるギャップゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定子を内挿した胴体ケーシングの両端部内に、該胴体ケーシングの内径より小さい外径を有する軸受がそれぞれ取付けられ、該軸受により胴体ケーシングの中心部に、回転子を外挿した回転軸が支持された電動機の組立方法であって、固定子を内挿した胴体ケーシングの一端部内に一方の軸受を挿入し、胴体ケーシングの他端側から中心部に、固定子の内側に、固定子の内径と回転子の外径との間に一定の間隔を確保するためのギャップゲージを位置させ、回転子を外挿した回転軸を挿入して、その一端を一方の軸受に差し込み、胴体ケーシングの他端部内に、一方の軸受の中心を基準とした他方の軸受を回転軸の他端部に差し込んだ状態で、その胴体ケーシングの外周側複数位置から、胴体ケーシングを両軸受に同時または別々に溶接して胴体ケーシングの両端部に軸受を取付け、ギャップゲージを取り外す電動機組立方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の電動機は、図１０に示すように、回転子８０の回転子軸８１に対して直交方向の断面を見ると、環状のヨーク部７１の内周側から中心に向かって放射状に突出する複数のティース部７２があって、各ティース部７２にそれぞれ巻線が巻回される固定子７０に対し、固定子７０の内周側に所定間隔を隔てて回転子軸８１を中心として回転可能に回転子８０が配置されている。ここでは、回転子８０の外周部は、真円形状をしている。そして、固定子７０の内周側に回転子８０を組み込む際は、ギャップゲージの各ゲージ片９０を各ティース部７２の内周側に配置した状態で回転子８０を挿入し、回転子８０を固定子７０に対して均等な間隔を隔てた位置で固定した後、ギャップゲージを引き抜いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７８２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された従来の電動機組立方法を用いて、図１０に示すような電動機を組み立てる際に、予め着磁された磁石を有する回転子８０を固定子７０に組み込もうとすると、磁石の磁力により固定子巻線の内径に対して精度良く同軸度を出すのが非常に難しい。そのため、固定子７０の内径と回転子８０の外径との間に円周方向に固定子のスロット数と同じ数で、等間隔に配置される等幅のギャップゲージを挟んで芯出しをした上で組み立てることが行われている。ここで、回転子８０の外周は、図１０に示すように真円形状であるため、各ギャップゲージ９０の表面側と裏面側が固定子７０と回転子８０に接し、回転子８０の芯出し後にギャップゲージ９０を引き抜く時の摩擦抵抗が大となる。
【０００６】
そこで、通常は各ギャップゲージ９０の円周方向幅を狭くしている。一方、回転子８０の外周が真円でない場合は、回転子８０の同軸度を精度良く出すのが難しいという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固定子と回転子とが均一な間隔となるようにギャップゲージを介して回転子を組み込み、ギャップゲージを容易に取り外して組み立てを行うことが可能な電動機および電動機の組み立てに用いられるギャップゲージを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、環状のヨーク部の内周側から中心に向かって放射状に突出する複数のティース部毎にそれぞれ巻線が巻回される固定子と、前記固定子の内周側に所定間隔を隔てて回転可能に配置された回転子とを有する電動機であって、前記各ティース部の内周側先端面は、前記回転子の外周面と径方向に対向し、前記回転子は、複数の磁石を埋め込む磁石埋め込み型の回転子であって、磁石の外径側を磁極部とし、磁石と磁石の間の外径側を極間部としたときに、前記磁極部の外周に半径Ｒの円弧を備え、前記極間部の外周に切り欠き部と、該切欠き部から外径側に延びる突起部とを備え、該突起部の頂点と前記回転子の中心との距離がＲであり、前記円弧の周方向端部と、前記突起部との周方向長さＬＲが、前記ティース部の内周側先端面の周方向長さＬＳよりも小さく構成されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明は、前記固定子の前記ティース部の数が３ｎの時、前記回転子の磁極数が２ｎの関係にあることを特徴とする。（ｎは１以上の整数）
【００１０】
また、本発明は、電動機の組み立てに用いられるギャップゲージであって、複数のゲージ片が前記固定子の前記ティース部の内周に沿って円弧状に配置可能に構成され、各ゲージ片の周方向長さは、前記電動機の前記固定子の前記ティース部の内周側先端面の周方向長さＬＳに相当する長さを有し、前記ティース部の内周側先端面毎に前記ゲージ片をそれぞれ配置した状態で、前記電動機の前記固定子の中へ前記回転子を組み込むことにより、前記固定子と前記回転子との間隙を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、固定子と回転子とが均一な間隔となるようにギャップゲージを介して回転子を組み込み、ギャップゲージを容易に取り外して組み立てを行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明にかかる電動機の回転子の外周形状を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる電動機の固定子の内周側にギャップゲージを介して図１の回転子を挿入した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、図２のギャップゲージが固定子と回転子の両方に接触している箇所を示す断面図である。
【図４】図４は、図１の回転子の極間部に形成される突起部の外周形状を示す拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの平面図である。
【図６】図６は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの正面図である。
【図７】図７は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの斜視図である。
【図８】図８は、本発明にかかる電動機の組立方法の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、ｎ＝２の場合の電動機においてギャップゲージが固定子と回転子の両方に接触している箇所を示す断面図である。
【図１０】図１０は、従来の電動機の固定子の内周側にギャップゲージを介して回転子を挿入した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる電動機および電動機の組み立てに用いられるギャップゲージの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明にかかる電動機の回転子の外周形状を示す断面図であり、図２は、本発明にかかる電動機の固定子の内周側にギャップゲージを介して図１の回転子を挿入した状態を示す断面図であり、図３は、図２のギャップゲージが固定子と回転子の両方に接触している箇所を示す断面図であり、図４は、図１の回転子の極間部に形成される突起部の外周形状を示す拡大断面図である。
【００１５】
図１に示すように、実施例１の電動機の回転子２０は、薄い珪素鋼板（磁性体）を多数積層して円柱状に形成され、外周寄りの位置に６０°間隔で配置された６箇所のリベット３１により一体化されている。回転子２０の中心には、回転軸２１が挿通され固定されている。
【００１６】
６枚の板状の永久磁石２２は、回転軸２１を中心とする６角形の各辺を成すように、回転子２０の外周寄りに、環状に所定間隔で形成された磁石埋め込み孔３２に埋め込まれている。回転子２０の磁石埋め込み孔３２（永久磁石２２）の外周側は、外周部鉄心２３が形成され、ここを磁極部２６と称する。また、回転子２０の磁石埋め込み孔３２の周方向両端部には、磁束の短絡を防止するための非磁性部として、回転子２０の外周に向かって延びるフラックスバリア（空隙）２４が形成され、ここを極間部２５と称する。
【００１７】
回転子２０に形成された隣り合う２つのフラックスバリア２４の間には、補強リブ部３３が構成されている。回転子２０に形成されたフラックスバリア２４の外周側（後述する切欠き部３０とフラックスバリア２４との間に挟まれた）には、外周部鉄心２３と補強リブ部３３とを繋ぐブリッジ部３４（図４参照）が形成されている。ブリッジ部３４は、磁気飽和して磁束が通過し難くなるように、加工に支障のない範囲で可能な限り狭い幅（例えば、積層される鋼板の板厚程度）に形成されている。
【００１８】
ここで、実施例１の電動機の回転子２０の外周形状の特徴は、図１に示すように、磁極部２６の外周に半径Ｒの円弧２８と、極間部２５の外周に頂点と回転子２０の中心との距離がＲである突起部２７とを備えており、円弧２８と突起部２７との間には切欠き部３０が設けられている。この切欠き部３０の底面と回転子２０の中心との距離はＲｓである。なお、実施例１では、円弧２８と突起部２７との間に２つの切欠き部３０を備えており、さらにその間に頂点と回転子２０との距離がＲよりも小さい補助突起部２９を備えている。この補助突起部２９は、電動機のコギングトルクを低減し、かつ、振動騒音（トルクリップル）を低減させるために形成されることが望ましい。
【００１９】
半径Ｒからなる円弧２８の両端と回転子２０の中心とを結ぶ２本の仮想線分が成す角（磁極角θＭ）は、本実施例では２８〜３４°の範囲で形成している。また、円弧２８を挟んで隣り合う補助突起２９と回転子２０の中心とを結ぶ２本の仮想線分が成す角（補助突起角θｓ）は、３８．６〜４６．６°の範囲で形成している。また、突起部２７から隣り合う円弧２８の周方向端部までの周方向長さをここではＬＲとする。
【００２０】
実施例１の電動機の固定子１０は、図２に示すように、環状のヨーク部１１の内周側から中心に向かって放射状に突出する９極のティース部１２が４０°間隔で形成されており、それぞれのティース部１２に３相の固定子巻線（図示せず）を集中巻きして構成されている。
【００２１】
図２に示す固定子１０と対向する回転子２０との間隔を均一にするために介在させるギャップゲージのゲージ片４０の周方向長さＷｇは、固定子１０の９極のティース部１２の内周側先端面の周方向長さＬＳに相当する幅を有している。これは、図２に示す固定子１０の９極のティース部１２の内周側先端面の周方向長さをＬＳとした場合に、図１の突起部２７から隣り合う円弧２８の周方向端部までの周方向長さＬＲとの関係をＬＲ＜ＬＳとなるように構成することと関連している。つまり、各ティース部１２の内周側先端面に配置するギャップゲージのゲージ片４０に対して、図２に示すように、円弧２８の全面で当接する場合と、突起部２７と円弧２８の周方向端部の２点で当接する場合とがあり、２点で当接して固定子１０と回転子２０との間隔を均一に保つためには、ギャップゲージの各ゲージ片４０の周方向長さＷｇがティース部１２の内周側先端面の周方向長さＬＳに相当する長さを持っている必要があるからである。
【００２２】
また、隣り合うティース部１２同士の間に設けられる間口の周方向幅（スロットオープニング開口部幅）は、図２に示すように、Ｗｓで表され、ギャップゲージのゲージ片４０の周方向幅Ｗｇとの関係がＷｇ≧Ｗｓとなるように構成されている。
【００２３】
また、ティース部１２に３相の固定子巻線を集中巻きしたヨーク部１１で構成されている電動機において、上記した図２の各ティース部１２の内周側先端面に配置するギャップゲージのゲージ片４０に対して、回転子２０の円弧２８の全面で当接する場合と、突起部２７と円弧２８の周方向端部の２点で当接する場合の位置関係を作り出すには、固定子１０のティース部１２の数が３ｎの時、回転子２０の磁極数が２ｎの関係にあることを要する（ｎは１以上の任意の整数である）。
【００２４】
また、実施例１の突起部２７の外周形状は、図４に示すように、突起２７の先端部の周方向幅をａとし、突起部２７の両脇に形成された切欠き部３０の周方向幅をｂとした場合、１≦ｂ／ａ≦３．４となるように形成されている。図４は、ｂ／ａ≒２．４の場合である。ここで、切欠き部３０の周方向幅ｂを、先端部の周方向幅ａよりも大きく形成した理由は、電動機をロータリ圧縮機等に組み込んで使用する場合に、高速回転域で、回転子２０が潤滑油に強い遠心力を与え、潤滑油を固定子１０の隙間や巻線の内部に押込んで滞留させ、潤滑油の油面が下がってロータリ圧縮機が潤滑不良となるのを防ぎ、強い遠心力を与えないようにするためである。突起部２７から切欠き部３０を介して補助突起部２９から次の切欠き部３０に至るまでの隅部と先端部の角部は、ここでは曲線的に形成しているため、回転子２０の回転時に突起部２７により潤滑油が攪拌され難くなり、潤滑油に強い遠心力を与えないようにすることができる。
【００２５】
上記のように構成された実施例１の電動機を組み立てる場合は、図２に示すように、固定子１０の各ティース部１２の内周側先端面と略同じ周方向幅からなるギャップゲージのゲージ片４０をティース部１２毎に配置し、ゲージ片の一部が回転子２０の磁極部２６の円弧２８と対向し、残りのゲージ片が円弧２８の周方向端部と突起部２７の両方に対向するように回転子２０の位置を決め、ギャップゲージのゲージ片４０を介して回転子２０を回転軸２１の軸方向から挿入する。
【００２６】
固定子１０にギャップゲージのゲージ片４０を介して回転子２０を挿入した後の断面図が図２である。実施例１では、回転子２０の外周形状に凹凸が設けられているため、固定子１０と回転子２０の双方に接触するゲージ片４０の接触面積は、ゲージ片４０自体の面積よりも小さくなる。これを固定子１０と回転子２０の両方に挟まれているゲージ片４０の箇所を黒ベタで示した図３を見ると、９極のティース部１２に配置されたゲージ片４０のうち、３つのゲージ片４０については、ゲージ片全体が固定子１０と回転子２０に挟まれているが、それ以外の６つのゲージ片４０については、円弧２８の周方向端部と突起部２７の２点で挟まれているが、その間は挟まれていない。
【００２７】
このように、実施例１の電動機によれば、固定子１０の各ティース部１２の内周側先端面に対し略同じ周方向長さを持ったギャップゲージのゲージ片４０を配置し、そのゲージ片４０を介して固定子１０の内径側に回転子２０を挿入することにより、各ゲージ片４０に対して、常に回転子２０の半径Ｒからなる円弧２８か、あるいは円弧２８の周方向端部と突起部２７の２点で接触することが可能となる。このため、固定子１０と回転子２０との間隔を均一化して、精度の良い組み付けを行うことができ、回転子２０の偏心による唸り等が発生し難い電動機を得ることができる。
【００２８】
また、実施例１の電動機によれば、ギャップゲージ４１の周方向長さＷｇが長いとしても、ゲージ片４０の接触面積は、ゲージ片４０自体の面積よりも小さいため（図３参照）、ゲージ片４０を抜く際の摩擦抵抗はそれほど大きく増加することはなく、ゲージ片４０を破損させることなく電動機から引き抜くことができる。
【００２９】
また、実施例１の電動機によれば、回転子２０の外周形状として半径Ｒからなる円弧２８と突起部２７とを形成し、その周囲に切欠き部３０を設け、さらに隣り合う切欠き部３０の間に補助突起２９を設けることで、電動機の回転トルクの低下を防止すると共に、コギングトルクおよびトルクリップルの低減効果を得ることができる。
【実施例２】
【００３０】
図５は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの平面図であり、図６は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの正面図であり、図７は、本発明にかかる電動機の組立に用いられるギャップゲージの斜視図である。
【００３１】
実施例２の電動機の組立には、図５〜図７に示すように、回転子外周部と固定子内周部との間に均一な間隔を確保するための複数のゲージ片４０で構成されたギャップゲージ４１を用いる。ギャップゲージ４１は、複数の細長く矩形状に形成されたゲージ片４０の片側端部を円筒状の台の側面に一定間隔置きに周方向にずらしながら固定することで形成されている。ギャップゲージ４１の各ゲージ片４０は、図６および図７に示すように、先端に行くに従って外側に開くように一定の角度が付けられている。これにより、図２に示す固定子１０の内周側に挿入されたギャップゲージ４１は、各ティース部１２の内周側先端面に各ゲージ片４０が来るように位置を調整し、外側に開いているゲージ片４０の先端側から回転子２０を挿入することにより、固定子１０と回転子２０との間がゲージ片４０の厚さに相当する間隔で均一に保たれた状態で回転子２０を固定子１０の中に組み込むことができる。
【００３２】
実施例２にかかるギャップゲージ４１のゲージ片４０の特徴は、各ゲージ片の幅が組み立てを行う電動機の固定子１０のティース部１２の内周側先端面の周方向幅ＬＳに略相当する幅Ｗｇを有し、ティース部１２の数と位置に対応するよう構成されている点にある。これは、実施例１で説明したように、固定子１０に組み込む回転子２０の外周形状として、図１の磁極部２６と極間部２５に半径Ｒの円弧２８と突起部２７とが形成され、両者の間に切欠き部３０が形成されている。そして、固定子１０のティース部１２の数が３ｎの時に、回転子２０の磁極数が２ｎの関係となる場合である。これにより、固定子１０の任意のティース部１２に回転子２０の円弧２８の位置を合わせると、図２に示すように、一定周期毎にティース部１２のゲージ片４０を介して、円弧２８とのみ接する箇所があるが、その途中のティース部１２では、ゲージ片４０を介して突起部２７と円弧２８の周方向端部との２点で接触する箇所がある。その場合の条件としては、実施例１で述べたように、さらに固定子１０のティース部１２の内周側先端面の周方向幅ＬＳ（図２参照）と、回転子２０の突起部２７から隣り合う円弧２８の周方向端部までの周方向距離ＬＲ（図１参照）との関係がＬＲ＜ＬＳであることを要する。
【００３３】
このように、固定子１０と回転子２０とを実施例１の条件で構成した場合は、固定子１０のティース部１２の内周側先端面の周方向幅ＬＳに略相当する周方向幅Ｗｇを有するゲージ片４０からなるギャップゲージ４１を用いる必要がある。
【００３４】
実施例２のギャップゲージ４１によれば、実施例１の電動機の組み立てに用いることにより、各ゲージ片４０に対して、常に回転子２０の半径Ｒからなる円弧２８か、あるいは円弧２８の周方向端部と突起部２７の２点で接触することが可能となる。このため、固定子１０と回転子２０との間隔を均一化して、精度の良い組み付けを行うことができることから、回転子２０の偏心による唸り等の生じ難い電動機を得ることができる。
【００３５】
なお、実施例２のギャップゲージ４１の周方向長さＷｇが長いとしても、ゲージ片４０の接触面積は、ゲージ片４０自体の面積よりも小さいため（図３参照）、ゲージ片４０を抜く際の摩擦抵抗はそれほど大きく増加することはなく、ゲージ片４０を破損させることなく電動機から引き抜くことができる。
【実施例３】
【００３６】
図８は、本発明にかかる電動機の組立方法の流れを示すフローチャートである。この実施例３の電動機の組立方法について図８を用いて説明する。図８に示すように、電動機の固定子１０のティース数と同数のギャップゲージ４１のゲージ片４０を各ティース部１２の内周側に配置する（ステップＳ１００）。ここでは、図２に示すように、固定子１０のティース数が９極（３ｎ）で、磁石埋め込み型の回転子２０の極数が６極（２ｎ）のとき、これに用いるギャップゲージ４１のゲージ片４０は、ティース数と同数の９本のものを用いる（図５〜図７参照）。ギャップゲージ４１のゲージ片４０の配置は、図５に示すように、図２の固定子１０のティース部１２の周方向位置に対応している。また、ゲージ片４０の周方向幅Ｗｇは、図２に示すように、固定子１０のティース部１２の内周側先端面の周方向幅ＬＳに相当する幅を有している。このギャップゲージ４１を図２の固定子１０のティース部１２の内周側に挿入し、各ティース部１２の内周側先端面に各ゲージ片４１が来るように配置する。
【００３７】
続いて、ゲージ片４０の一部が回転子２０の磁極部２６の円弧２８と対向し、残りのゲージ片４０が円弧２８の周方向端部と突起部２７の両方に対向するように、ギャップゲージ４１に対して組み付けを行う回転子２０の位置を決める（ステップＳ１０１）。つまり、図２に示すように、ティース部１２の内周側先端面に配置されたギャップゲージ４１のあるゲージ片４０に対して、回転子２０の磁極部２６の円弧２８と対向するように回転子２０の位置を決めると、残りのゲージ片４０に対向する回転子２０の位置も決まる。
【００３８】
続いて、固定子１０に対してギャップゲージ４１を介して位置決めした回転子２０を挿入する（ステップＳ１０２）。具体的には、図２に示すように、固定子１０の１２時方向に位置するティース部１２のゲージ片４０に対して、回転子２０の磁極部２６の円弧２８が来るように位置合わせしたため、時計回りに次のゲージ片４０では、突起部２７と円弧２８の周方向端部が対向し、その次のゲージ片４０は、円弧２８の周方向端部と突起部２７が対向し、さらにその次のゲージ片４０は、回転子２０の磁極部２６の円弧２８のみが対向する。その後のゲージ片４０については、この順序で繰り返される。図２に示すように配置とすることで、固定子１０と回転子２０は、各ゲージ片４０に対して全面で対向するか、少なくとも２点で対向するように構成されるため、固定子１０と回転子２０の間隔を均一化することができ、固定子１０に対して回転子２０を精度良く組み付けることが可能となる。
【００３９】
このように、ギャップゲージ４１を介して固定子１０と回転子２０の間隔を均一化し、芯出しを行った後、回転子２０の位置を固定する（ステップＳ１０３）。具体的には、芯出しを行った状態で固定子１０および回転子２０の図示しない軸受を、電動機のケーシングに固着する。これにより、固定子１０と回転子２０の位置が決まる。
【００４０】
最後に固定子１０と回転子２０の間に挿入されていたギャップゲージ４１を抜いて電動機から取り外す（ステップＳ１０４）。これにより、固定子１０に対する回転子２０の組み付けが完了する。このギャップゲージの引き抜き動作は、従来は図９に示すように、ギャップゲージのゲージ片７０の周方向幅全てにおいて、固定子１０と回転子２０の間に挟まれていたため、ゲージ片７０の強度に対して摩擦抵抗が大きく、無理に引き抜こうとするとギャップゲージが破損する恐れがあった。これに対し、実施例１にかかる固定子１０と回転子２０の構造を採用し、実施例２にかかるギャップゲージ４１を用いることにより、図２のギャップゲージのゲージ片４０の周方向幅に対して、固定子１０と回転子２０との間に実際に挟まれている箇所が図３のように少なくなり、ゲージ片４０の強度に対して摩擦抵抗を少なくすることができる。その結果、実施例３の電動機の組立方法において、固定子１０と回転子２０との間に挟まれていたギャップゲージ４１を引き抜く際に、ギャップゲージ４１が破損するのを防止することができる。
【００４１】
以上説明した実施例３の電動機の組立方法によれば、固定子１０と回転子２０とが均一な間隔となるようにギャップゲージを介して回転子２０を組み込み、回転子２０の固定後にギャップゲージ４１を容易に取り外して組み立てを行うことができる。
【００４２】
なお、上記実施例１〜３では、固定子１０のティース数が９極（３ｎ）で、磁石埋め込み型の回転子２０の極数が６極（２ｎ）の場合（ｎ＝３）の例を用いて説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、ｎ＝２の電動機の場合は、図９に示すように、固定子５０の環状のヨーク部５１の内周側から中心に向かって６極のティース部５２が６０°間隔で放射状に突出し、それぞれのティース部５２に３相の固定子巻線（図示せず）が集中巻きされて構成されている。
【００４３】
固定子５０のティース部５２の内周側に挿入される回転子６０は、４枚の板状の永久磁石６２が回転軸６１を中心とする４角形の各辺を成すように、回転子６０の外周寄りに、環状に所定間隔で形成された磁石埋め込み孔に埋め込まれている。回転子６０の永久磁石６２の外周側には、外周部鉄心６３が形成され、ここを磁極部と称し、その磁極部の外周に半径Ｒの円弧（図１の円弧２８に相当）が形成されている。また、回転子６０の永久磁石６２の周方向両端部には、磁束の短絡を防止するための非磁性部として、回転子６０の外周に向かって延びるフラックスバリア（空隙）６４が形成され、ここを極間部と称し、その極間部の外周に頂点と回転子６０の中心との距離がＲである突起部（図１の突起部２７に相当）が形成されている。そして、円弧と突起部との間に２つの切欠き部（図１の切欠き部３０に相当）が形成され、さらにその間に前記突起部よりも外径が小さい補助突起部（図１の補助突起部２９に相当）が形成されている。
【００４４】
このように、ｎ＝２の電動機の場合であっても、上記したｎ＝３の場合と全く同様であって、ギャップゲージのゲージ片の周方向長さが６極のティース部５２の内周側先端面の周方向長さに相当する幅であれば、図９に示すように、ティース部５２と磁極部の外周の円弧との間にゲージ片が全面で当接する場合と、ティース部５２と突起部および円弧の周方向端部との間にゲージ片が２点で当接する場合の何れかのパターンとなる。このことは、ｎ＝１、あるいは、ｎ＝４以上であっても同様であって、ゲージ片の接触面積は、ゲージ片自体の面積よりも小さいため（図９参照）、ゲージ片を抜く際の摩擦抵抗はそれほど大きく増加することはなく、ゲージ片を破損させることなく電動機から引き抜くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる電動機は、回転子を固定子に対して容易に均一の間隔で組み付けを行い、回転子の固定後にギャップゲージを取り外して組み立てを行うロータリ圧縮機等に組み込み可能な電動機として有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 固定子
１１ ヨーク部
１２ ティース部
２０ 回転子
２１ 回転子軸
２２ 永久磁石
２３ 外周部鉄心
２４ フラックスバリア（空隙）
２５ 極間部
２６ 磁極部
２７ 突起部
２８ 円弧
２９ 補助突起部
３０ 切欠き部
３１ リベット
３２ 磁石埋め込み孔
３３ 補強リブ部
３４ ブリッジ部
４０ ゲージ片
４１ ギャップゲージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のヨーク部の内周側から中心に向かって放射状に突出する複数のティース部毎にそれぞれ巻線が巻回される固定子と、前記固定子の内周側に所定間隔を隔てて回転可能に配置された回転子とを有する電動機であって、
前記各ティース部の内周側先端面は、前記回転子の外周面と径方向に対向し、
前記回転子は、複数の磁石を埋め込む磁石埋め込み型の回転子であって、磁石の外径側を磁極部とし、磁石と磁石の間の外径側を極間部としたときに、
前記磁極部の外周に半径Ｒの円弧を備え、
前記極間部の外周に切り欠き部と、該切欠き部から外径側に延びる突起部とを備え、該突起部の頂点と前記回転子の中心との距離がＲであり、
前記円弧の周方向端部と、前記突起部との周方向長さＬＲが、前記ティース部の内周側先端面の周方向長さＬＳよりも小さく構成されていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記固定子の前記ティース部の数が３ｎの時、前記回転子の磁極数が２ｎの関係にあることを特徴とする請求項１に記載の電動機。（ｎは１以上の整数）
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動機の組み立てに用いられるギャップゲージであって、
複数のゲージ片が前記固定子の前記ティース部の内周に沿って円弧状に配置可能に構成され、各ゲージ片の周方向長さは、前記電動機の前記固定子の前記ティース部の内周側先端面の周方向長さＬＳに相当する長さを有し、
前記ティース部の内周側先端面毎に前記ゲージ片をそれぞれ配置した状態で、前記電動機の前記固定子の中へ前記回転子を組み込むことにより、前記固定子と前記回転子との間隙を調整することを特徴とする電動機の組み立てに用いられるギャップゲージ。
【請求項１】
環状のヨーク部の内周側から中心に向かって放射状に突出する複数のティース部毎にそれぞれ巻線が巻回される固定子と、前記固定子の内周側に所定間隔を隔てて回転可能に配置された回転子とを有する電動機であって、
前記各ティース部の内周側先端面は、前記回転子の外周面と径方向に対向し、
前記回転子は、複数の磁石を埋め込む磁石埋め込み型の回転子であって、磁石の外径側を磁極部とし、磁石と磁石の間の外径側を極間部としたときに、
前記磁極部の外周に半径Ｒの円弧を備え、
前記極間部の外周に切り欠き部と、該切欠き部から外径側に延びる突起部とを備え、該突起部の頂点と前記回転子の中心との距離がＲであり、
前記円弧の周方向端部と、前記突起部との周方向長さＬＲが、前記ティース部の内周側先端面の周方向長さＬＳよりも小さく構成されていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記固定子の前記ティース部の数が３ｎの時、前記回転子の磁極数が２ｎの関係にあることを特徴とする請求項１に記載の電動機。（ｎは１以上の整数）
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動機の組み立てに用いられるギャップゲージであって、
複数のゲージ片が前記固定子の前記ティース部の内周に沿って円弧状に配置可能に構成され、各ゲージ片の周方向長さは、前記電動機の前記固定子の前記ティース部の内周側先端面の周方向長さＬＳに相当する長さを有し、
前記ティース部の内周側先端面毎に前記ゲージ片をそれぞれ配置した状態で、前記電動機の前記固定子の中へ前記回転子を組み込むことにより、前記固定子と前記回転子との間隙を調整することを特徴とする電動機の組み立てに用いられるギャップゲージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１６００９（Ｐ２０１３−１１６００９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２７４８（Ｐ２０１１−２６２７４８）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
【Ｆターム（参考）】
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